ルテニウム化合物

酸化状態代表的な化合物
−2
−1
0ル3（CO）12
+1
+2塩化ルテニウム
+3塩化ルテニウム
+4RuO 2、 RuCl 4
+5RuF 5
+6RuF 6
+7N(C 3 H 7 ) 4 RuO 4
+8ルテニウムO 4

ルテニウム化合物は、ルテニウム（Ru）元素を含む化合物です。ルテニウム化合物の酸化状態は0から+8、および-2の範囲です。ルテニウム化合物とオスミウム化合物の性質はしばしば類似しています。最も一般的なのは+2、+3、および+4の状態です。最も一般的な前駆体は三塩化ルテニウムです。これは赤色の固体で、化学的には定義が明確ではありませんが、合成には多用途に用いられます。[ 1 ]

酸化物とカルコゲニド

ルテニウムは酸化ルテニウム(IV)（RuO 2 、酸化数+4）に酸化され、メタ過ヨウ素酸ナトリウムによって揮発性の黄色の四面体四酸化ルテニウム（RuO 4 ）に酸化される。四酸化ルテニウムは四酸化オスミウムに類似した構造と性質を持つ、攻撃的で強力な酸化剤である。RuO 4は主に鉱石や放射性廃棄物からルテニウムを精製する際の中間体として用いられる。[ 2 ]

ルテニウム酸二カリウム（K 2 RuO 4、+6）と過ルテニウム酸カリウム（KRuO 4、+7）も知られている。[ 3 ]四酸化オスミウムとは異なり、四酸化ルテニウムは安定性が低く、室温で希塩酸やエタノールなどの有機溶媒を酸化するのに十分な酸化剤として強力であり、ルテニウム酸塩（ RuO2−4​ルテニウムはアルカリ水溶液中では分解し、100℃以上で二酸化物を形成する。鉄とは異なり、オスミウムと同様に、ルテニウムは+2および+3の低い酸化状態では酸化物を形成しない。[ 4 ]ルテニウムは、黄鉄鉱構造に結晶化する反磁性半導体であるジカルコゲニドを形成する。[ 4 ]硫化ルテニウム（RuS 2）は、天然にはラウライト鉱物として産出する。

鉄と同様に、ルテニウムは容易にオキソアニオンを形成しないため、代わりに水酸化物イオンと高い配位数を得ることを好む。四酸化ルテニウムは、冷希薄水酸化カリウムによって還元され、ルテニウムの酸化状態が+7である黒色の過ルテニウム酸カリウム（KRuO 4 ）を生成する。過ルテニウム酸カリウムは、ルテニウム酸カリウム（K 2 RuO 4 ）を塩素ガスで酸化することによっても生成できる。過ルテニウム酸イオンは不安定であり、水によって還元されてオレンジ色のルテニウム酸イオンを生成する。ルテニウム酸カリウムは、ルテニウム金属を溶融した水酸化カリウムおよび硝酸カリウムと反応させることによって合成できる。[ 5 ]

M II Ru IV O 3、Na 3 Ru V O 4、Naなどの混合酸化物も知られています。2ルV2​お7、およびMII 2レーン3ルVお6. [ 5 ]

ハロゲン化物とオキシハロゲン化物

三塩化ルテニウム

最も高い酸化状態を持つハロゲン化ルテニウムは六フッ化物であり、暗褐色の固体で、融点は54℃である。水と接触すると激しく加水分解し、容易に不均化して低酸化状態のルテニウムフッ化物の混合物を形成し、フッ素ガスを放出する。五フッ化ルテニウムは暗緑色の四量体固体で、これも容易に加水分解され、融点は86.5℃である。黄色の四フッ化ルテニウムもおそらくポリマーであり、五フッ化物をヨウ素で還元することで生成される。ルテニウムの二元化合物の中で、このような高い酸化状態を持つのは酸化物とフッ化物のみである。[ 6 ]

三塩化物

三塩化ルテニウムはよく知られた化合物で、黒色のα型と暗褐色のβ型で存在し、三水和物は赤色です。[ 7 ]既知の三ハロゲン化物のうち、三フッ化物は暗褐色で650℃以上で分解し、三臭化物は暗褐色で400℃以上で分解し、三ヨウ化物は黒色です。[ 6 ]二ハロゲン化物のうち、二フッ化物は知られておらず、二塩化物は茶色、二臭化物は黒色、二ヨウ化物は青色です。[ 6 ]唯一知られているオキシハロゲン化物は、淡緑色のルテニウム(VI)オキシフッ化物RuOF 4です。[ 7 ]

配位と有機金属錯体

トリス(ビピリジン)ルテニウム(II)塩化物。
グラブス触媒の骨格式。
発明者にノーベル賞をもたらしたグラブスの触媒は、アルケンのメタセシス反応に使用されます。

ルテニウムは様々な配位錯体を形成します。例えば、ペンタアンミン誘導体[Ru(NH 3 ) 5 L] n+は、Ru(II)とRu(III)の両方でよく見られます。ビピリジンとターピリジンの誘導体も数多く存在し、中でも発光性のトリス(ビピリジン)ルテニウム(II)塩化物が最もよく知られています。

ルテニウムは炭素-ルテニウム結合を持つ幅広い化合物を形成する。グラブス触媒はアルケンのメタセシス反応に用いられる。[ 8 ]ルテノセンは構造的にはフェロセンに類似しているが、独特の酸化還元特性を示す。無色の液体であるペンタカルボニルルテニウムは、CO圧がない状態で暗赤色の固体であるドデカカルボニルトリルテニウムに変換される。三塩化ルテニウムは一酸化炭素と反応して、RuHCl(CO)(PPh 3 ) 3やRu(CO) 2 (PPh 3 ) 3（ローパー錯体）など、多くの誘導体を与える。トリフェニルホスフィンを含むアルコール中の三塩化ルテニウム溶液を加熱すると、トリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウムジクロリド（RuCl 2 (PPh 3 ) 3 ）が得られ、これはヒドリド錯体クロロヒドリドトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム(II)（RuHCl(PPh 3 ) 3 ）に変換される。[ 1 ]

参照

参考文献

  1. ^ a bコットン、サイモン (1997).貴金属の化学. Springer-Verlag New York, LLC. pp.  1– 20. ISBN 978-0-7514-0413-5。
  2. ^ Swain, P.; Mallika, C.; Srinivasan, R.; Mudali, UK; Natarajan, R. (2013). 「ルテニウムの分離と回収：レビュー」. J. Radioanal. Nucl. Chem . 298 (2): 781– 796. Bibcode : 2013JRNC..298..781S . doi : 10.1007/s10967-013-2536-5 . S2CID 95804621 . 
  3. ^ Greenwood, NN; & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (第2版), Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4。
  4. ^ a bグリーンウッドとアーンショー、pp. 1080–1
  5. ^ a bグリーンウッドとアーンショー、1082ページ
  6. ^ a b cグリーンウッドとアーンショー、1083ページ
  7. ^ a bグリーンウッドとアーンショー、1084ページ
  8. ^ Hartwig, JF (2010)有機遷移金属化学、結合から触媒まで、University Science Books: ニューヨーク。ISBN 1-891389-53-X
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